Elektronika alapjai

Elektronika alapjai

Tárgykód	VIEEBB01
Általános infók
Szak	üzemmérnök
Kredit	5
Ajánlott félév	4
Keresztfélév	N/A
Tanszék	EET
Követelmények
Labor	10 db
KisZH	nincs
NagyZH	1 db
Házi feladat	nincs
Vizsga	írásbeli
Elérhetőségek
Tantárgyi adatlap

A tantárgy célkitűzése, hogy megismertesse a hallgatókat az elektronika és általuk használt eszközök megvalósítási technológiáinak alapjaival. Cél továbbá annak bemutatása, hogy a modern mikroelektronika milyen lehetőségeket biztosít a számítástechnika számára, melyek a fizikai megvalósítás korlátai, és a fejlődés trendjei.

Követelmények

A szorgalmi időszakban

• A ZH legalább elégséges szintű (40%) teljesítése.
• A gyakorlatokon legalább 70%-os részvétel kell legyen az aláírás meglétéhez.
• Megajánlott jegy: Fakultatív házikkal lehet pontot szerezni.

• Pótlási lehetőségek:
  • A ZH póthéten egyszer pótolható, pót-pót ZH már nincs.

A vizsgaidőszakban

• A vizsga legalább elégséges (40%) teljesítése szükséges.

Félévvégi jegy

• A félévvégi jegyet a vizsgán elért eredmény adja.

Tematika

A kari Moodle-ben fent van minden, ami kell a tárgyhoz, legyen az gyakorlat vagy előadás.

Előadások

• 1. hét: követelmények; bevezetés: mikroelektronika, Moore-törvény, szilícium (wafer), fotolitográfia; kapcsolási rajz: föld; passzív alkatrészek: Kirchhoff-törvények, ellenállások (soros / párhuzamos kapcsolás), kondenzátor, tekercs
• 2. hét: PCB, through-hole, SMD; ellenállások, (elektrolit) kondenzátorok; vezetők, félvezetők, szigetelők; töltéshordozók (adalékolás); dióda (LED): tulajdonságai, karakterisztikái, számítások, színek, fényporok
• 3. hét: (C)MOS-tranzisztor: működése, kapcsolási rajz; digitális logika: Boole-algebra, swing, rail, transzferkarakterisztika, komparálási feszültség, zaj- / zavarvédettség, jelregeneráció, robosztusság; CMOS-áramkörök, -inverter, -kapu (PUN, PDN): NOR, NAND, komplex; transzferkapu, clocked CMOS; -tárolók: latch, flip-flop
• 4. hét: az előző hét folytatása: tárolás, D-latch és -flipflop; CMOS-áramkörök késleltetése és fogyasztása: CMOS-inverter (késleltetés, terhelés), teljesítmény, energia, statikus / dinamikus fogyasztás (töltéspumpálás), PDP, dynamic voltage frequency scaling, energiatakarékossági módok; digitálisrendszer-tervezés: szinkron szekvenciális logika, design flow, VHDL, SystemVerilog, logikai verifikáció és szintézis, ((lépések: floorplan, power plan, place, route, pad-ring)), post-layout szimuláció
• 5. hét: memóriák: alapfogalmak, felépítése (word line, bit line), bank; SRAM: felépítése; (embedded) DRAM: cella, írás, olvasás, frissítés (burst refresh, distributed (hidden) refresh); CAM: search data register, elemi cella; MROM: pszeudo-NMOS-kapu, NOR- / NAND-kapu, OTP ROM; (((anti)fuse, PLICE)); küszöbfeszültség, (E)EPROM, flash EEPROM (SLC / MLC, NOR / NAND); ((SONOS, VNAND, NVRAM, FERAM, MRAM))
• 6. hét: analóg jelformálás és erősítés: (valós) erősítő, csillapítás, szűrés; összegzés, különbség, integrálás; valós feszültségforrás, Thévenin-tétel, dB, műveleti erősítő (negatív visszacsatolás), (nem)invertáló alapkapcsolás

• 7. előadás - Jelfeldolgozás műveleti erősítővel
• 8. előadás - Szenzorok
• 9. előadás - AD/DA konverzió
• 10. előadás - Tápellátás
• 11. előadás - Teljesítmény és hőmérsékleti problémák
• 12. előadás - Kijelzők és érintőképenyők

Gyakorlatok

• 1. hét (feladatok, prezentáció): ellenállás: Ohm-törvény, párhuzamos / soros kapcsolás, feszültségosztó és -mérő (két-, három- és négyvezetékes), szuperpozíció tétele
• 2. hét (feladatok, prezentáció): kapacitás: Kirchhoff-törvény, RC késleltető hálózat (be- és kikapcsolási időfüggvény), időállandó, logikai kapu, PoR, munka
• 3. hét (feladatok, prezentáció): dióda: feszültség és áramerősség meghatározása grafikon leolvasásával, számítással (kapcsolási rajz készítése), mérnöki közelítéssel; kapcsolóáramkör (charlieplexing); meghajtás, dióda és rendszer hatásfoka
• 4. hét (feladatok, prezentáció): CMOS-áramkör logikai függvényének megállapítása (online igazságtáblázat, De Morgan-azonosságok), áramkör áttervezése logikai függvény alapján, transzferkapu-áramkör logikai függvényének megállapítása, latch átalakítása, fogyasztás kiszámítása, NAND-kapu kimeneti valószínűségének kiszámítása, ripple-carry adder késleltetésének kiszámítása
• 5. hét (feladatok, prezentáció): memória jellemzőinek kiszámítása ábra alapján; SRAM működésének, előnyeinek és hátrányainak leírása kapcsolási rajz alapján; DRAM bitvonala feszültségváltozásának megadása kapacitások és tápfeszültség alapján; elektronok számának meghatározása kapacitás és feszültség alapján, egy elektron töltésállandójának ismeretével; kapacitás feszültségcsökkenési idejének meghatározása szivárgási áramerősség vagy hőmérséklet alapján; DDR SDRAM működésének leírása ábra alapján; SLC-memória kapacitásának meghatározása MLC-memória tranzisztora alapján; flash EEPROM írhatóságának meghatározása

• 6. gyakorlat
• 7. gyakorlat - Műveleti erősítő
• 8. gyakorlat
• 9. gyakorlat - A/D, D/A átalakítók
• 10. gyakorlat
• 11. gyakorlat
• 12. gyakorlat
• 13. gyakorlat

ZH

GitEgylet segédanyagok:

• Képletek ZH
• 2023 Gyakorló ZH kérdések

Vizsga

Hasonló a ZH-hoz, a Moodle tesztekből érdemes készülni.

Tippek

• Érdemes a megajánlott jegyre hajtani és minden Moodle tesztet megcsinálni.

Üzemmérnök-informatikus alapszak
1. félév	Algoritmusok és gráfok  •  A programozás alapjai  •  Bevezető matematika B  •  Digitális kompetenciák  •  Hardver alapok  •  Kalkulus
2. félév	Hálózatok alapjai és üzemeltetése  •  Kísérleti fizika  •  Objektumorientált programozás  •  Operációs rendszerek B  •  Valószínűségszámítás B
3. félév	Adatkezelés  •  Alkalmazott mesterséges intelligencia  •  Eseményvezérelt és vizuális programozás  •  Kódolás és IT biztonság  •  Szoftvertechnológia és -technikák
4. félév	Elektronika alapjai  •  Jelek és jelfeldolgozás  •  Menedzsment és vállalkozásgazdaságtan
5. félév	Mikro- és makroökonómia B  •  Üzleti jog B
6. félév	Záróvizsga